Chapitre 4 - Datagramme IP, Adressage, Routage et IPv6 PDF

Chapitre 4 Datagramme IP, adressage, routage et IPv6 1 Architecture en couche 2  Interconnexion de réseau de niveau paquet La figure montre une interconnexion de deux réseaux IP, A et B, au niveau paquet. Les paqu...

Chapitre 4 Datagramme IP, adressage, routage et IPv6 1 Architecture en couche 2  Interconnexion de réseau de niveau paquet La figure montre une interconnexion de deux réseaux IP, A et B, au niveau paquet. Les paquets IP sont encapsulés dans la trame du réseau A puis dans la trame du réseau B. 3  Paquet IPv4 Longueur entête entre 20 ( cas standard) et 60 octets (cas avec options). Longueur total est pour entête et data. Type de service pour que le routeur puisse bien traiter le datagramme (minimiser délai (telnet) , maximiser débit (ftp)…). Identification, drapeau et déplacement fragment sont utilisés pour contrôler la fragmentation des datagrammes. TTL 255 est le maximum de temps par un datagramme sur le net. Un message ICMP est renvoyé vers l’émetteur par le routeur qui détruit le datagrame. Numéro de protocole (UDP, TCP, ICMP) Le contrôle d’erreur est de 16 bits pour assurer l’intégrité de l’entête. Les options sont ensuite ajoutés par les couches IP traversés et destinatrice par exemple: sécurité, enregistrement des routes… Il faut finalement ajouter des padding pour aligner sur 32 bits 4 Fragmentation des datagrammes 5  Fragmentation IP MTU (Maximum Transfer Unit) (1500 pour ethernet (utile) avec entête Ethernet 1518, 256 pour SLIP (Serial Line IP). Un bit ( do not fragment bit) du champs drapeau interdit ceci.si c’est obligatoire de fragmenter il y a blocage et on stoppe la transmission. La couche TCP de l’émetteur fait la segmentation et les routeurs intermédiaires font la fragmentation. La couche IP destinatrice fait le réassemblage. Le champs identification indique un fragment. Un bit dans drapeau est positionné à 1 pour indiquer qu’il y a encore des fragments. Fragment Offset indique sur 13 bits l’offset du fragment relativement au datagramme initiale. (combien en octets on a des donnés transmises de ce datagramme). 6  Exemple de fragmentation IP H N 2N 3N H1 H2 H3 H4 H1: I MF 0 H+N C1 H2: I MF N H+N C2 H3: I MF 2N H+N C3 H4: I 0 3N H+M C4 I est le même pour tous Flag est 0 pour le dernier datagramme. OFFSET croit de N (taille de fragment) Total length est différente seulement pour le dernier fragment. Le réassemblage est réalisée seulement sur le destinataire final. Si un fragment est perdu tout le datagramme est perdu. 7  Adressage IP : Classes d'adresses 0 8 16 24 31 Classe A 0 Net-id Host-id Classe B 10 Net-id Host-id Classe C 1 1 0 Net-id Host-id Classe D 1 1 1 0 Multicast Classe E 11110 Réservé 8  Adressage IP : Classe A [1.x.x.x ; 126.x.x.x] 27 - 2 = 126 réseaux 224 - 2 = 16,7 millions d'hôtes / réseau Classe B [128.x.x.x ; 191.x.x.x] 214 = 16 384 réseaux 216 - 2 = 65534 hôtes / réseau Classe C [192.x.x. ; 223.x.x.x] 221 = 2 millions de réseaux 28 - 2 = 254 hôtes / réseau 9  Sous réseaux Subneting Pourquoi fragmenter un réseau ? Optimisation des tables de routage – Connaître @ rezo pour envoyer dans une direction générale – Ce n’est qu’une fois arrivé près de la machine que l’on résout son adresse. – Métaphore du colis de la Poste. (Code postal: département, centre de tri, puis : rue, numéro, nom) Limiter les congestions. Séparer les machines sensibles. 10  Sous réseaux : Principe On ajoute une partie sous réseau volée de la partie host-id. C’est un séparateur entre la partie réseau et la partie machine d’une @ IP. Le masque contient donc plus des « 1 » pour couvrir la partie réseau et sous réseau. Une fonction ET Logique entre l’@ d’une machine et le masque pour déterminer l’@ réseau. Il est recommandé d’avoir des bits à 1 contiguës dans ses masques. Net-id Host-id Net-id Sous réseau Host-id 111111111111111 00000000000 0 Masque de sous réseau 11  Sous réseau : Principe (2) Mon adresse IP: 192.168.25.132 Traduit en binaire: 11000000.10101000.00011001.10000100 Le masque de mon réseau: 255.255.255.128 Traduit en binaire: 11111111.11111111.11111111.10000000 Et logique entre mon adresse et masque=adresse réseau. Donc: @ réseau: 11000000.10101000.00011001.10000000 Soit: 192.168.25.128 Conclusion: on peut supposer que les machines de mon réseau local ont pour adresse: 129 à 254… 128 est @réseau, 255 est pour le broadcast. 12  Sous réseaux : Les choix Net-id Sous réseau Net-id Host-id Le choix se fait en fonction des besoins et des limites: Nombre des sous réseaux possibles. Un nombre de machines par sous réseau qui peut croître. 13  Sous réseaux : Masques par défaut Classe C : 255.255.255.0 Classe B : 255.255.0.0 Classe A : 255.0.0.0 14 Sous réseaux : Masques Classe C 255.255.255.0 capa de : 254 machines./24 255.255.255.128 capa de 126 machines./25 255.255.255.192 capa de : 62 machines./26 255.255.255.224 capa de : 30 machines./27 255.255.255.240 capa de : 14 machines./28 255.255.255.248 …. 255.255.255.252 15  Interconnexion des sous reseaux L’interconnexion entre les sous réseaux est par défaut par un routeur. Chaque station possède dans sa configuration l’adresse IP, NetMask et routeur par défaut. Si @source (et) NetMask = @ dest (et) NetMask la destination est sur le même sous réseau, on envoie le paquet directement vers le destinataire sur la couche liaison en utilisant l’adresse MAC du destinataire (obtenue par ARP). sinon il faut envoyer vers le routeur par défaut en utilisant l’adresse MAC du routeur (obtenue par ARP). Une machine qui possède plusieurs routeurs connectés a elle possède un tableau de routage16 au lieu de routeur par défaut.  VLSM (Variable Length Subnet Mask) C’est dans le cas ou chaque sous réseau a une taille différente. Il faut utiliser l’arbre hiérarchique pour définir l’adresse réseau de Exemple en classe C chaque sous réseau. Si par exemple on veut créer un sous réseau de capacité 62 machines maximum (le mask est 0 1 donc /26) et un sous réseau de capacité 30 machines maximum (le 0 1 0 mask est /27). 1 Le mask le plus long est /27. soit 3bits de la partie machine d’un 0 1 0 1 0 1 0 1 adresse de classe C. On construit un arbre binaire de 3 bits et on choisi le nombre des bits Sous réseau de bit100 nécessaire pour chaque sous Mask=27 (3bis) réseau. L’inclusion est interdit par contre Sous réseau de bits 01 l’intersection est permis. Mask=26 (2bis) Dans cet exemple on a choisi les 17 réseaux x.x.x.64/26 et x.x.x.28/27.  VLSM (méthode de Cisco) 18  Adresse privée et public L'organisme gérant l'espace d'adressage public (adresses IP routables) est l'Internet Assigned Number Authority (IANA). La RFC 1918 définit un espace d'adressage privé permettant à toute organisation d'attribuer des adresses IP aux machines de son réseau interne sans risque d'entrer en conflit avec une adresse IP publique allouée par l'IANA. Ces adresses dites non-routables correspondent aux plages d'adresses suivantes : Classe A : plage de 10.0.0.0 à 10.255.255.255 ; Classe B : plage de 172.16.0.0 à 172.31.255.255 ; Classe C : plage de 192.168.0.0 à 192.168.255.255 ; Toutes les machines d'un réseau interne, connectées à internet par l'intermédiaire d'un routeur et ne possédant pas d'adresse IP publique doivent utiliser une adresse contenue dans l'une de ces plages. Pour les petits réseaux domestiques, la plage d'adresses de 192.168.0.1 à 192.168.0.255 est généralement utilisée. 19  Le Nating NAT (Network Adress Translation) Permettre des utilisateurs dans un réseau IP privée (d’adresse privée) d’accéder au réseau IP public en utilisant des adresses publics. Deux types de Nating: – Statique: n adresses privées sont associées a n adresses publiques en utilisant le table de nating statique et fixe. – Dynamique: n adresses privées sont associées a m cohérence des tables de routage en permanence. Afin de limiter la taille des tables de routage et le traitement associé: – Le routage IP est effectué de saut en saut («next hop») depuis la source jusqu’à la destination, – A chaque étape, un relais n’a qu’une connaissance partielle du routage – Le concept de route par défaut est au cœur du routage IP. 25  Les techniques de routage Routage statique – convient uniquement pour des sites de taille modeste – généralement le routage est modifié après découverte du problème – ne peut gérer les changements de topologie non triviaux. Routage dynamique – indispensable dès que la topologie devient complexe, – ==> protocoles de routage dont : le but est de maintenir des informations associées aux routes de manière cohérente le rôle n’est pas de router. – les protocoles de routage sont de natures différentes selon qu’ils: traitent des informations de routage à l’intérieur d’un domaine de routage , 26 relient plusieurs domaines de routage.  Routage statique Le tableau de routage contient:  Les sous réseaux directement connecté au routeur sont signalé par leur interface de sortie.  Les autres sous réseaux sont données par une ligne de la forme:  @destination---Mask destination---@ saut prochain et/ou interface de sortie.  Par exemple dans R1 on trouve les lignes dans le tableau de routage (sans minimisation): @ res. dest Mask dest. @next/intreface 172.16.2.0 255.255.255.0 S0/0/0 172.16.3.0 255.255.255.0 Fa0/0 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.2 ……. 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2 Remarquons qu’il faut donner dans le tableau de routage toutes les possibilités et enfin ajouter une 27 ligne de route par défaut.  Minimiser le table de routage Pour minimiser le tableau de routage il faut – faire un supernating (si c’est possible) des différents sous réseaux qui possèdent dans le tableau de routage la même interface de sortie ou saut suivant. – ajouter plusieurs sous réseaux au route par défaut s’ils possèdent la même interface de sortie ou saut suivant. Dans l’exemple précédent le tableau devient: @ res. dest Mask dest. @next/intreface 172.16.2.0 255.255.255.0 S0/0/0 172.16.3.0 255.255.255.0 Fa0/0 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2 Remarquons que pour aller au route par défaut le routeur réalise deux opérations; il trouve l’@ du routeur suivant puis il 28 cherche l’interface de sortie.  Le supernating CIDR (Classless Inter-domain Routing ) permet de résumer plusieurs @IP avec mask en un seul @ip avec Mask. Les routes sont résumés avec des masques inferieurs aux masques essentiels. Par exemple: 172.20.0.0 / 14 est la résumée des adresses entre: 172.20.0.0/16 jusqu’à 172.23.0.0/16. Remarquons qu’il faut avoir toutes les combinaisons des bits résumées. Dans le routeur qui précède le routeur connecté a ces 4 sous réseaux, on peut utiliser une 29 ligne contenant le CIDR pour remplacer 4 lignes.